從行為生態及材料科學角度探討不同機能在多功能的生物材料之整合及其相關機制(1/3)(科技部)
摘要
蜘蛛所構築的圓網不僅是捕捉獵物的陷阱，更具傳遞來自獵物及天敵之震動訊號之功能。具多重功能的大壺狀腺不僅是構成圓網的主要材料，具備優異的強度、韌性與延展性；並也是已知材料中在縱向波的傳遞上表現最佳者之一。目前，並未有人同時探討蜘蛛絲這兩種特性以及其相互間之關係。一般而言，韌性較大張力較強之材料具備較佳之震動訊號傳遞功能，而延展性較佳之材料則不利震動波之傳遞。我們認為具備多重功能，同時具備優異韌性及延展性之大壺狀腺絲巧妙的平衡了互相衝突的機械強度及訊號傳遞特性，使其以一個最佳化的狀態來同時滿足吸收獵物動能及有效傳遞震動訊號的需求。為探討此議題，我們將使用居住於不同生境之蜘蛛所産生之絲，藉著操控絲之張力及消除後修飾作用，以材料科學技術探討不同情況下絲之機械特性及振動傳遞表現。並藉由分析化學及同步輻射技術測量各種絲之分子組成及奈米結構特性，來了解面對不同生態壓力之蜘蛛所産之絲的化學組成，微細結構和各種功能表現間之關聯性。本研究成果可使我們了解兩種相拮抗之功能表現如何在蜘蛛絲獲得適當之權衡以及其機制，不僅可使我們更全面的了解塑造蜘蛛絲特性的各種因子，對於多功能人造纖維之設計及生産更能提供具體之藍圖及啟發。
更新：Nov-13-2020 04:47:00 (Taiwan, GMT+08:00).